小型磁懸浮低風速風力發(fā)電機關鍵技術研究.pdf

1、大規(guī)模發(fā)展風力發(fā)電是解決我國能源和電力短缺最現實的戰(zhàn)略選擇之一。我國風能豐富區(qū)和較豐富區(qū)只占國土面積的26％，傳統(tǒng)風力發(fā)電機啟動阻力大，啟動風速3.5m/s，發(fā)電風速須達到4.2m/s，按現有風力發(fā)電技術建立風電站需要不低于5m/s的年平均風速。對于74％的風能資源不豐富地區(qū)，由于該區(qū)域的年平均風速不高、風力不大、風向不定，致使小型風力發(fā)電機普遍達不到額定功率，即使有太陽能電池輔助也難以完成額定的發(fā)電任務。因此開發(fā)更適用于風能可利用區(qū)和

2、欠缺區(qū)的小型低風速風力發(fā)電技術，是擴大我國風能有效利用面積的關鍵。因此，研究掌握自主知識產權的小型低風速風力發(fā)電機設計的關鍵技術（葉片技術、支承技術以及發(fā)電機技術），對于開發(fā)國內廣大地區(qū)的低風速資源，擴大風能利用效率具有重要意義。 本文研究了小型磁懸浮低風速風力發(fā)電機的葉片設計技術和磁懸浮支承技術，提出將磁懸浮支承技術應用于小型低風速風力發(fā)電機中，著眼于提高風能向機械能的轉換效率與降低能量傳遞過程中的機械損耗。葉片設計使得葉片能

3、輕快的旋轉；磁懸浮支承技術能夠減小甚至消除小型風力發(fā)電機軸承與轉軸間的摩擦力矩，從而降低小型風力發(fā)電機的啟動風速。 本文基于貝茨理論對500W小型磁懸浮低風速風力發(fā)電機的葉片進行了設計，得出葉片的相關設計參數；分析了風輪葉片在轉動中所承受的力及作用在風輪軸的力，然后在Solidworks軟件中建立小型風力發(fā)電機葉片的三維模型，將其導入有限元軟件ANSYS中進行模態(tài)分析，計算出葉片的前五階固有頻率和振型，并進行了分析。 小

4、型低風速風力發(fā)電機支承技術就是要尋求一種能降低或消除小風力發(fā)電機軸承與轉軸之間的摩擦，從而實現小型風力發(fā)電機低風速啟動的支承方式。磁懸浮支承是利用磁力將轉子懸浮起來，它與普通軸承支承相比，具有無機械接觸、無摩擦、無磨損、無需潤滑、長壽命等獨特優(yōu)勢。本文將磁懸浮技術應用到了小型風力發(fā)電機中，采用了一種機械軸承和永磁軸承混合支承的結構形式。本文設計了軸向疊加、軸向充磁的永磁軸承；對小型磁懸浮風力發(fā)電機的局部結構進行了設計；并對所設計的磁環(huán)的